[发明专利]一种镍氢电池用电极材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于能源技术领域，尤其涉及一种镍氢电池用电极材料及其制造方法。

背景技术

尽管锂离子电池正在快速发展，在通讯领域已占据70％以上的市场，尽管燃料电池的开发正在全球展开，但在动力电池领域，镍氢电池以其技术相对成熟、成本低、安全等优势，一直是各国动力电池商用化的发展主流。目前已批量面市的电动汽车如于98年投入市场的丰田公司prius汽车(4万辆/年)和新近投入市场的本田思域(Civic)汽车(2万辆/年)均以镍氢为驱动电源，而且在汽车的制造、使用、丢弃的全生命周期中没有发现因镍氢电池引起的安全事故。很显然，在过去的5年实践中，业已证明以镍氢电池为汽车驱动电源达到了实用化的阶段，绿色动力电池首推镍氢动力电池。

实践证明，要使钴对Ni(OH)2的作用明显，则所添加的钴的成本要占镍电池制造成本的10％以上，由此，致使镍氢电池的价格居高不下。随后又出现了改用亚钴粉(即氧化亚钴CoO)来替代纯的钴粉，但由于亚钴粉的性能较差，维持β相物相的稳定性的性能较差，对于β-NiOOH转变为γ-NiOOH控制不利，故此仅限于小型电池。这一问题严重制约着我国镍动力电池的发展。

因此，为降低电池的成本，就应该研究低价格且性能优的材料来取代目前市场上所应用的昂贵钴粉。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种镍氢电池用电极材料及其制造方法，以解决上述技术问题的至少一种。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种镍氢电池用电极材料，由以下质量百分比组分组成：粘合剂3.3-5.0％、钴氧化物1.7-3.2％、增稠剂2.0-3.0％、氢氧化镍35.5-50.0％和储氢合金粉48.0-56.2％。

本发明的有益效果是：本发明的钴氧化物具有钴粉的性能，在一些性能上甚至超过钴粉，可明显地提高镍氢电池的放电性能，并提高其中的氢氧化镍的利用率。本发明的镍氢电池用电极材料可以有效提高镍电活性物质利用率、提高镍电极的放电电位和使用寿命，改善镍电极在宽温度范围内的使用性能及大电流放电能力。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，由以下质量百分比组分组成：粘合剂3.3％、钴氧化物2.6％、增稠剂2.0％氢氧化镍43.0％和储氢合金粉49.1％。

进一步，所述钴氧化物中钴含量85％。

进一步，所述粘合剂包括丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯和二乙烯苯。

本发明还提供一种镍氢电池用电极材料的制造方法，具体技术方案如下：一种镍氢电池用电极材料的制造方法，包括以下步骤：

步骤1，将粘合剂与甲基丙烯酸的接枝共聚合物与有机氮化物进行反应，经碘代反应；

步骤2，将粘合剂在80-90℃的条件下共聚，获得粘合剂的乳液；

步骤3，将增稠剂在80-90℃的条件下共聚，获得增稠剂的乳液；

步骤4，将氢氧化镍、储氢合金粉与粘合剂的乳液和增稠剂的乳液混合均匀，将其充入泡沫镍基板中，在100～150℃下烘10～30分钟，最后冲制成型，制得镍氢电池用电极材料。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤4中，储氢合金粉与粘合剂乳液的比例为50-75:1。

进一步，所述步骤4中，氢氧化镍与粘合剂乳液的比例为50-75:1。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种镍氢电池用电极材料，由以下质量百分比组分组成：粘合剂3.3-5.0％、钴氧化物1.7-3.2％、增稠剂2.0-3.0％、氢氧化镍35.5-50.0％和储氢合金粉48.0-56.2％。所述钴氧化物中钴含量85％。所述粘合剂包括丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯和二乙烯苯。制备时，包括以下步骤：步骤1，将粘合剂与甲基丙烯酸的接枝共聚合物与有机氮化物进行反应，经碘代反应；步骤2，将粘合剂在80-90℃的条件下共聚，获得粘合剂的乳液；步骤3，将增稠剂在80-90℃的条件下共聚，获得增稠剂的乳液；步骤4，将氢氧化镍、储氢合金粉与粘合剂的乳液和增稠剂的乳液混合均匀，将其充入泡沫镍基板中，在100～150℃下烘10～30分钟，最后冲制成型，制得镍氢电池用电极材料。所述步骤4中，储氢合金粉与粘合剂乳液的比例为50-75:1。所述步骤4中，氢氧化镍与粘合剂乳液的比例为50-75:1。